Imagination Technologies a anunțat noua arhitectură GPU seria A. Compania susține că este cel mai rapid GPU IP de pe piață.
Piața GPU-urilor mobile în zilele noastre este dominată de GPU-urile Adreno personalizate de la Qualcomm și GPU-urile Mali de la ARM. Cu toate acestea, în trecut, situația era diferită. Au mai existat câțiva concurenți pe piața GPU-urilor mobile, ceea ce a contribuit la creșterea competitivității în industrie. Imagination Technologies, în special, a fost unul dintre principalii jucători ai industriei. Compania cu sediul în Marea Britanie rămâne în continuare unul dintre liderii în spațiul GPU mobil datorită furnizorilor își licențiază tehnologiile GPU, dar propriile GPU-uri cu marca PowerVR se găsesc în foarte puține produse acestea zile. În trecut, GPU-urile sale mobile de ultimă generație au fost folosite de Apple în SoC-urile din seria A ale companiei, până la Apple A10 în 2016. GPU-urile sale low-end și mid-range, pe de altă parte, sunt folosite de companii precum MediaTek, Rockchip etc. Acum, Imagination Technologies revine cu o lansare majoră a arhitecturii GPU sub forma noii arhitecturi din seria A. Compania îl numește cel mai important anunț GPU din ultimii 15 ani și promovează noile GPU-uri ca având cel mai rapid IP GPU din lume.
Pentru a afla cum afectează acest lucru piața GPU-urilor mobile, haideți să cercetăm contextul companiei și să vedem cum se potrivește aceasta pe piața GPU-urilor mobile.
Tehnologii de imaginație - Context
Imagination Technologies a fost istoric unul dintre liderii pe piața GPU-urilor mobile, deoarece funcționează din anii 1990. Compania deține o serie de brevete IP GPU, ceea ce înseamnă că furnizorii de SoC trebuie să plătească taxe de licență. Tehnologia sa de randare amânată pe bază de plăci (TBDR) este un bun exemplu. Marca de GPU-uri PowerVR a concurat cu GPU-urile Adreno de la Qualcomm și cu GPU-urile Mali de la ARM, dar după ce Texas Instruments s-a închis în 2012, singurul licențiar al companiei la gama superioară a fost Apple.
Apple și Imagination au fost conectate până în 2017, deoarece Imagination a construit chiar și versiuni personalizate ale GPU-urilor PowerVR pentru iPhone și iPad. Apple a confirmat că a fost în discuție cu Imagination pentru achiziționarea companiei în martie 2016, dar nu a existat nicio înțelegere. În aprilie 2017, Imagination a anunțat că Apple a spus companiei că trece la GPU-uri personalizate în 15-18 luni, mutându-se departe de GPU-urile PowerVR ale Imagination. Câteva luni mai târziu, Imagination a făcut un anunț șocant: se pregătea vânzare, iar capitalizarea sa de piață a fost redusă semnificativ în scurt timp, deoarece cel mai mare client al său a renunțat la utilizarea sa tehnologie. Imagination a fost cumpărată în septembrie 2017 de Canyon Ridge, o firmă de acțiuni din California cu investitori chinezi. Cel puțin, evoluțiile au fost surprinzătoare.
În aceeași lună, Apple a lansat SoC A11 alături de lansarea iPhone 8/iPhone X. Se spunea că A11 conține primul GPU personalizat de la Apple. Cu toate acestea, Apple a continuat să plătească taxe de licență către Imagination, deoarece GPU-ul personalizat al lui A11 folosea în continuare tehnologia GPU a Imagination (inclusiv TBDR). Conform AnandTech, designul GPU personalizat al Apple este considerat în mod obișnuit a fi un furk al IP-ului Imagination în 2015, pe care Apple continuă să o dezvolte independent datorită unei licențe arhitecturale. Relația dintre Apple și Imagination în zilele noastre nu este cunoscută și, oficial, arhitectura GPU personalizată a Apple rămâne o cutie neagră.
După ce a fost achiziționat de Canyon Ridge, Imagination s-a trezit într-o poziție în care nu avea clienți pentru GPU-urile sale high-end. The Arhitectura PowerVR Rogue a companiei și-a găsit drumul către iPhone și iPad la vârf, dar după A11, nu mai existau alte cumpărători. În segmentele low-end și mid-range, Imagination a continuat să acorde licențe pentru tehnologia GPU unor furnizori precum MediaTek, Rockchip și Unisoc. Cu toate acestea, arhitectura PowerVR 8XT și 9XTP nu a ajuns la niciun produs de transport. De fapt, MediaTek a migrat de la utilizarea GPU-urilor PowerVR la utilizarea GPU-urilor Mali de la ARM. De exemplu, cel Helio P90 a folosit GPU-ul PowerVR GM9446 de la Imagination (care se baza pe arhitectura mai veche Rogue), dar MediaTek s-a mutat apoi la GPU-ul Mali-G76MC4 de la ARM în Helio G90T.
Între timp, GPU-urile ARM Mali în sine s-au dovedit necompetitive pe piața GPU-urilor mobile, deoarece aveau un PPA (performanță) inferior. pe zonă) în comparație cu GPU-urile personalizate Adreno de la Qualcomm care personalizează IP-ul GPU și, mai recent, cu GPU-urile personalizate de la Apple. Mali-G71 de la ARM și Mali-G72 a suferit de performanță și eficiență energetică inferioare în comparație cu GPU-urile Adreno din acea vreme. In timp ce Mali-G76 a fost o îmbunătățire solidă, încă nu a fost suficient pentru a lua coroana de performanță și eficiență a GPU-ului mobil pe piața Android de la Qualcomm.
Qualcomm a fost într-un loc bun pe piața GPU-urilor Android, deoarece GPU-urile sale s-au bucurat de cele mai bune performanțe din clasă, dar pe piața mai largă de SoC, s-a trezit învins de GPU-urile personalizate de la Apple. The GPU-urile personalizate din SoC-urile Apple A11, A12 și A13 sunt semnificativ mai rapide decât Adreno 540, Adreno 630 și Adreno 640 din Snapdragon 835, Snapdragon 845 și Snapdragon 855 respectiv. Dintr-o dată, Apple a avut un avans mare în performanța GPU-ului mobil, Qualcomm fiind retrogradat pe locul doi. GPU-urile Mali de la ARM au rămas cu mult în urmă în ceea ce privește PPA, precum și eficiența energetică.
În luna mai a acestui an, ARM a început să corecteze deficitul de performanță și eficiență prin anunțarea Mali-G77 cu noua arhitectură GPU Valhall cu îmbunătățiri de performanță cu 40%. GPU-ul a obținut primele două victorii de design sub forma Samsung Exynos 990 și MediaTek Dimensity 1000 SoC-uri.
De la jumătatea anului 2019, piața GPU-urilor mobile reflecta realitatea că GPU-urile personalizate dezvoltate de Apple și Qualcomm erau mai bune decât GPU-urile licențiate de la ARM și Imagination. În ceea ce privește concurența, acesta este un lucru rău pentru industrie, deoarece acționează ca o barieră în calea concurenței dacă IP-ul licențiat este inferior IP-ului personalizat care nu va fi licențiat niciunui furnizor terț de SoC. Samsung știe acest lucru, iar compania știe deja angajat să acorde licență IP-ului GPU al AMD în viitor, SoC Exynos (se va lansa peste doi ani).
În acest context, scena a fost pregătită pentru cel mai important anunț al Imagination din ultimii 15 ani.
Seria de GPU-uri AXT, AXM și AX
Imagination și-a anunțat noua arhitectură GPU din seria A, susținând că are cel mai rapid IP GPU creat vreodată. Este o mare revendicare. Scopul companiei aici este să arate că arhitectura este mai bună decât GPU-urile personalizate realizate de Apple și Qualcomm. În esență, Imagination vrea să facă din nou viabile GPU-urile licențiate și să ofere o alternativă mai bună decât GPU-urile ARM Mali.
Arhitectura seriei A este arhitectura GPU din generația a 10-a a Imagination. Este format din trei categorii de GPU-uri: liniile de produse XE, XM și XT, care semnifică segmentele low-end, mid-range și high-end. Brandingul PowerVR nu mai este folosit pentru a descrie arhitectura, deoarece compania îl folosește acum pentru a descrie tehnologia TBDR. Cea mai rapidă revendicare IP GPU se aplică liniei de produse XT, deoarece este concepută ca o serie premium de GPU-uri mobile.
Arhitectura GPU din seria A este susținută de Imagination a fi de 2,5 ori mai rapidă decât generația anterioară a GPU din seria 9 a Imagination într-o comparație cu zonele ISO și nodurile de proces. Imaginația nu compară seria A cu liniile 8XT sau 9XT, deoarece nu există produse disponibile public care să folosească acele serii GPU. AnandTech observă că datele se bazează probabil pe GPU-ul GM9446 al Helio P90, care este un GPU din seria 9XM bazat pe Rogue.
Seria A are de 4 ori mai multe ALU față de un GPU Rogue 9XM. Se spune că are performanță AI de 8 ori mai rapidă. În cele din urmă, Imagination spune că arhitectura din seria A folosește o putere cu 60% mai mică pentru performanțe similare.
Noua arhitectură din seria A este aplicabilă pentru patru configurații din seria XT și o configurație XM. Seria XE nu se bazează de fapt pe noua arhitectură, deoarece este o continuare a lui Rogue. AXT-64-2048 este un GPU emblematic cu 2.0 TFLOPS, rata de umplere de 64 gigapixeli/s și 8 TOPS de performanță AI. Pe de altă parte, se spune că AXT-32-1024 este un GPU mobil premium cu 1 TFLOPS, o rată de umplere de 32 Gigapixel/s și 4 TOPS de performanță AI. Celelalte două configurații sunt AXT-48-1536 și AXT-16-512, în timp ce seria AXM are AXM-8-256, care este evaluat pentru 256 GFLOPS, rata de umplere de 8 gigapixel/s și 1 TOP de AI. performanţă.
În ceea ce privește GPU-urile mobile, planul Imagination este să aibă AXT-32-1024 ca punct ideal pentru un GPU mobil premium. Cele două configurații mai mari pot fi utilizate pe dispozitive precum Chromebookuri sau servere, de exemplu. AXT-48-1536 este încă preconizat de Imagination să acționeze ca o alternativă GPU mobil premium mai mare, în timp ce AXT-64-2048 este un GPU mult mai mare pe care Imagination l-ar putea crea dacă utilizatorii ar fi interesați aceasta.
Noul IP GPU conține o mulțime de modificări: de 4 ori mai multe ALU, arhitectură de 128 de dimensiuni și multe altele. AnandTech a acoperit noua tehnologie din seria A în detaliu, astfel încât cititorii ar trebui să verifice acoperirea publicației.
O arhitectură în serie - Outlook
Perspectiva arhitecturii seriei A a Imagination arată grozav. În primul rând, GPU-ul AXT-32-1024 va fi mult mai rapid decât chiar și modelele de generație următoare, cum ar fi GPU-ul Adreno de la Qualcomm în Snapdragon 865 și chiar GPU-ul personalizat de la Apple, ca să nu mai vorbim despre Mali-G77. Imaginația are, de asemenea, acoperire atunci când vine vorba de PPA, compania observând problema existentă în cazul în care GPU-urile Mali au aceleași performanțe ca și GPU-urile Adreno de la Qualcomm, în timp ce ocupă 184% suprafață de siliciu, ceea ce duce la o scădere PPA. Eficiența energetică ar trebui să fie, de asemenea, mare.
Foaia de parcurs GPU a Imagination este, de asemenea, foarte agresivă. În 2020, arhitectura din seria A va fi urmată de arhitectura din seria B cu performanță de 30% îmbunătățiri, care la rândul lor vor fi reușite cu seriile C și D în 2021 și 2022, cu performanță anuală de 30% îmbunătățiri. Piața GPU-urilor mobile a renunțat în mare măsură la acest nivel de progrese generaționale. De asemenea, Imagination intenționează să activeze ray tracing în următoarea arhitectură GPU.
În ceea ce privește câștigurile de design, este un sac mixt. Qualcomm nu va acorda licență pentru această arhitectură, iar marea majoritate a telefoanelor Android din lume folosesc SoC-uri Qualcomm. Samsung a semnat deja un parteneriat cu AMD pentru a-și folosi Radeon IP în viitoarele SoC Exynos. Cei doi furnizori majori rămasi sunt HiSilicon Group de la Huawei și MediaTek, care folosesc în prezent GPU-urile ARM Mali. Deoarece MediaTek a folosit anterior GPU-uri PowerVR, este o posibilitate ca compania să se întoarcă la Imagination de la ARM în viitoarele SoC. Compania a anunțat deja un SoC emblematic pentru dispozitivele din 2020 sub forma Dimensity 1000.
Anunțul Imagination privind noua arhitectură din seria A a fost foarte necesar pe piața GPU-urilor mobile. Dacă totul se va desfășura, piața GPU-urilor mobile este acum mult mai competitivă în ceea ce privește GPU-urile licențiate care pot fi utilizate de mai mulți furnizori.
Prin intermediul: AnandTech